(57)【要約】【課題】  ローラやベルトの幾何的なスリップメカニズム解明に役立ち、そこから得られたパラメータを適正化することで、スリップ現象の発生しない、とくに透明もしくは半透明の素材を用いたベルトを対象とした、高精度なベルトスリップ計測装置ならびに計測方法を提供する。【解決手段】  ２つ以上のローラ間で駆動される透明もしくは半透明部材からなるベルト２と前記ローラ８との間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置において、前記ベルト２と前記ローラ８上に位置検出パターン９を形成し、駆動状態で前記ローラ８と前記ベルト２の各位置検出パターン９を撮影する撮影装置１０と、この撮影装置にて取得した画像を解析する画像解析装置１１からなる。【選択図】        図１
2006017580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上のローラと、ローラ間で張設駆動される透明もしくは半透明部材からなるベルトとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置において、前記ベルト上に形成したベルト上位置検出パターンと、前記ローラ上に形成され且つベルトを通して視認可能なローラ上位置検出パターンと、駆動状態で前記ローラと前記ベルトの各位置検出パターンを撮影する撮影装置と、この撮影装置にて取得した画像を解析する画像解析装置と、からなることを特徴とするベルトスリップ計測装置。
【請求項２】
前記ベルト上と前記ローラ上の各位置検出パターンが異なった形状であることを特徴とする請求項１記載のベルトスリップ計測装置。
【請求項３】
２つ以上のローラ間で駆動される透明もしくは半透明部材からなるベルトと前記ローラとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測方法において、前記ベルト上と前記ローラ上の各位置検出パターンを同時に撮影した画像を対象に、各位置検出パターンの特徴から個々に前記ベルトおよびローラの撮影時間ごとの画像を取り込む画像取り込み工程と、前工程で取得された画像から各パターンの位置を算出する位置抽出工程と、前記位置抽出工程で得られた前記ベルトとローラの時間ごとの位置情報からそれぞれの速度を算出する速度算出工程と、前記速度算出工程で得られた前記ベルトと前記ローラの速度差からスリップ時間とスリップ量を算出するスリップ算出工程と、からなることを特徴とするベルトスリップ計測方法。
【請求項４】
前記撮影装置の撮像素子が１ラインＣＣＤであり、計測対象の前記ローラの軸と平行に線状に撮影することを特徴とする請求項１又は２記載のベルトスリップ計測装置。
【請求項５】
前記ローラ上に形成する位置検出パターンと、前記ベルト上に形成する位置検出パターンが、一方が前記ローラの軸と平行な万線パターンで、もう一方が斜線パターンからなり、両者を重なった位置に配置していることを特徴とする請求項１、２又は４記載のベルトスリップ計測装置。
【請求項６】
前記ローラ上に形成する位置検出パターンと、前記ベルト上に形成する位置検出パターンが異なる色のパターンであり、両者を重なった位置に配置してあり、前記撮影装置がカラー撮影装置であることを特徴とする請求項１、２又は４記載のベルトスリップ計測装置。
【請求項７】
前記撮影装置の撮影レンズがテレセントリック光学系であることを特徴とする請求項１、２、４、５又は６記載のベルトスリップ計測装置。
【請求項８】
前記撮影装置の照明光軸が撮影光学系と同軸であることを特徴とする請求項１、２又は４記載のベルトスリップ計測装置。
【請求項９】
斜線パターンと、前記ローラの軸と直交する方向の万線パターンを並べて前記ベルト上に形成し、かつ前記ローラ上にこのローラの軸と平行な方向の万線パターンを形成することを特徴とする請求項１、２又は４記載のベルトスリップ計測装置。
【請求項１０】
少なくともローラ軸方向に２個所以上の位置検出パターンを前記ベルトおよび前記ローラ上に形成して、各位置検出パターンを撮影する撮影装置をそれぞれに設け、同時に計測することを特徴とする請求項１又は２記載のベルトスリップ計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式による４連タンデムフルカラー画像形成装置などに搭載されている中間転写ベルトの駆動制御に対する評価方法の１つとしてのベルトスリップ計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置では、感光体ベルトの駆動制御や、紙搬送ベルトの駆動制御など、高精度な搬送速度の安定性が必要な構成要素を多く内包している。これらの構成要素は、一定速度で駆動されているのが理想的であるが、駆動ローラの回転速度変動や、従動ローラとベルトの幾何公差などにより、局所的にベルトとローラ間でスリップが発生することが知られている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１ではベルトのスリップ計測方法に関して、摩擦伝動ベルトの微小滑り測定方法が開示されている。この開示においては、ベルトを駆動する駆動ローラ、もしくは従動ローラの速度変動と、これによって駆動されているベルトの速度変動を同時に計測し、両者の計測値から差分を算出して、ベルトのスリップ量と時間を求める方法を提案している。
図２４は課題を特定するためにその動作を説明する４連タンデム方式のフルカラー画像形成装置における作像・転写機構部を示す概略図である。各感光体１上に電子写真法によって静電像が形成され、トナーによって可視像となる。
このトナー像を、感光体１と中間転写ベルト２の第１転写部３にて中間転写ベルト２に転写する。中間転写ベルト２は駆動ローラ４および従動ローラ５によって保持・駆動される。中間転写ベルト２に転写されたトナー像は移動して、第２転写部６にて用紙７に転写され、用紙７上に画像を形成することになる。
４連タンデムでは、感光体１が４つあり、各感光体１では異なる色画像を形成している（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）。この色画像が中間転写ベルト２上で重ね合わせられて、フルカラー画像を形成し、最終的に用紙７に転写されることになる。
この場合に計測対象となる特性は、中間転写ベルト２と、各ローラ４、５の間で発生するスリップである。このスリップが発生することにより、４つの色の重ね合わせ位置が不定期にずれてしまう現象が生じてしまうことが知られている。これを押え込むための情報として、スリップそのもののメカニズムを正確に捉えることが重要である。
このスリップは微小時間で発生し、スリップ量もごく微量である。また、色合わせでは、μｍ単位での位置合わせが必要なことから、微量のスリップも正確に捉える必要がある。
実際、スリップとしては、ベルト全域に同時に発生するだけでなく、部分的（局所的）に発生するマイクロスリップ現象などがあると予想されている。つまり、ベルト端部でベルトとローラでの相対速度を検出すれば、発生しているスリップすべてを網羅できる訳ではない。
そのため、スリップしている範囲および位置を正確に捉えることにより、ローラやベルトの幾何的なスリップメカニズム解明に繋がることが期待できる。
【０００３】
本特性を計測するにあたって、その誤差要因として以下の項目が挙げられる。
１．ベルト駆動時の高さ変動
ベルト厚みの変動や、ローラ自体の偏芯などが発生すると、ローラ中心からベルト表面までの距離が変動することになる。
２．ローラの表面速度変動
ローラと同一速度で回っていればベルトはスリップしていない。しかしローラを駆動するモータの速度変動や、ローラ自体の偏芯などにより、ローラの表面速度は一定とはならない。
つまり、ベルト表面速度だけを検出しても、とくに微小なスリップは検出できず、あくまでローラとの相対的な速度、もしくは位置のずれからのみ検出できることになる。
３．ベルトの蛇行現象
ベルトは駆動による送り方向と直交する方向に蛇行する。一般的に低い周波数ではあるが、微小な位置計測などには影響を及ぼす。高精度なベルトスリップ計測装置ならびに計測方法を検討することが重要である。
さらに、蛇行現象の詳細な内容、パターン（横滑りなのか、斜めに進んでいるのか）も合わせて検出する。因みに、中間転写ベルトの素材としては、ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート、ポリイミド系が知られており、また、ポリフッ化ビニリデンなど、透明な素材が多く使われている。
【特許文献１】特開２０００−１３１０５５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
とくに計測方法として非接触のレーザドップラ計測装置などを用いることよってベルトへの負荷を掛けることなく、微小な変動を捉えるようにしている。しかし、この計測方法では、スリップの有無と発生時間は特定できても、発生部位や発生範囲は特定できず、スリップ発生メカニズム解明のための情報は得られない。つまり、スリップを低減するためのパラメータ設計に必要なデータを得難いという欠点があった。
本発明の目的は、上述した実情を考慮して、ローラやベルトの幾何的なスリップメカニズム解明に役立ち、そこから得られたパラメータを適正化することで、スリップ現象が発生しない、とくに透明もしくは半透明の素材を用いたベルトを対象とした、高精度なベルトスリップ計測装置ならびに計測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、２つ以上のローラと、ローラ間で張設駆動される透明もしくは半透明部材からなるベルトとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置において、前記ベルト上に形成したベルト上位置検出パターンと、前記ローラ上に形成され且つベルトを通して視認可能なローラ上位置検出パターンと、駆動状態で前記ローラと前記ベルトの各位置検出パターンを撮影する撮影装置と、この撮影装置にて取得した画像を解析する画像解析装置と、からなることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１において、前記ベルト上と前記ローラ上の各位置検出パターンが異なった形状であることを特徴とする。
請求項３の発明は、２つ以上のローラ間で駆動される透明もしくは半透明部材からなるベルトと前記ローラとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測方法において、前記ベルト上と前記ローラ上の各位置検出パターンを同時に撮影した画像を対象に、各位置検出パターンの特徴から個々に前記ベルトおよびローラの撮影時間ごとの画像を取り込む画像取り込み工程と、前工程で取得された画像から各パターンの位置を算出する位置抽出工程と、前記位置抽出工程で得られた前記ベルトとローラの時間ごとの位置情報からそれぞれの速度を算出する速度算出工程と、前記速度算出工程で得られた前記ベルトと前記ローラの速度差からスリップ時間とスリップ量を算出するスリップ算出工程と、からなることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１又は２において、前記撮影装置の撮像素子が１ラインＣＣＤであり、計測対象の前記ローラの軸と平行に線状に撮影することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１、２又は４において、前記ローラ上に形成する位置検出パターンと、前記ベルト上に形成する位置検出パターンが、一方が前記ローラの軸と平行な万線パターンで、もう一方が斜線パターンからなり、両者を重なった位置に配置していることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１、２又は４において、前記ローラ上に形成する位置検出パターンと、前記ベルト上に形成する位置検出パターンが異なる色のパターンであり、両者を重なった位置に配置してあり、前記撮影装置がカラー撮影装置であることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１、２、４、５又は６において、前記撮影装置の撮影レンズがテレセントリック光学系であることを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項１、２又は４において、前記撮影装置の照明光軸が撮影光学系と同軸であることを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項１、２又は４において、斜線パターンと、前記ローラの軸と直交する方向の万線パターンを並べて前記ベルト上に形成し、かつ前記ローラ上にこのローラの軸と平行な方向の万線パターンを形成することを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項１において、少なくともローラ軸方向に２個所以上の位置検出パターンを前記ベルトおよび前記ローラ上に形成して、各位置検出パターンを撮影する撮影装置をそれぞれに設け、同時に計測することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ローラとベルトに形成したパターンを撮影装置が連続撮影して、その画像を解析することで、それぞれの速度変動を同時に検出し、さらにスリップ量とその範囲を正確に捉えることができるので、ローラやベルトの幾何的なスリップメカニズム解明に役立ち、そこから得られたパラメータを適正化することで、スリップ現象の発生しない、もしくは小さい画像形成装置設計が可能となるという効果が期待できる。
とくに撮影領域のみのスリップ現象の検出が可能な点（発生位置の特定）と、同一計測方法（撮影装置が１つ）でローラとベルトの速度を同時計測することで、計測誤差や計測器誤差を低減できるという効果をとくに強調できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明によるベルトスリップ計測装置の第１の実施の形態の構成を示す概略斜視図である。図１において、ベルトスリップ計測装置は、計測対象としてのエンドレスの透明又は半透明のベルト２と、このベルト２を張設保持するローラ８と、を備え、これらの表面上に位置検出用パターン９をそれぞれ形成している。
さらに、ベルトスリップ計測装置はベルト２上およびローラ８上の各位置検出パターン９（９Ｂ、９Ｒ）を上方から撮影する撮影装置１０を設置し、撮影装置１０から出力される画像データを格納、解析する画像解析装置１１から構成されている。
パターンの形成方法は、シール部材による貼り込みや、インクジェットプリンタなどの作像装置を用いる。位置検出パターン９Ｂ、９Ｒは、同形状、等間隔でベルト２の送り方向に必要な領域に形成する必要がある。撮影装置１０は連続して一定間隔で画像を取り込むことのできるビデオカメラがよく、とくにＣＣＤカメラが良い。
画像データはビデオ信号形式でも良いし、デジタル化された画像信号でも良い。また、画像解析装置１１は、画像信号の入力ポートを有したパソコンや、画像処理装置などを用いる。
図２は撮影装置により得られるスリップが発生する前の画像を位置検出パターンがドットである場合における例で示す図である。図３は撮影装置により得られるスリップが発生している画像を位置検出パターンがドットである場合における例で示す図である。図４は撮影装置により得られるスリップが発生している画像を位置検出パターンがドットである場合における例で示す図である。
図２はスリップが発生する前の画像例で、画像右側がベルト２上のパターンであり、左側がローラ８上のパターンとなっている。ベルト２とローラ８は画像上から下に向って送り出されている。
【０００８】
図３はスリップが発生せず、一定の時間が経過した後で撮影した画像例である。図２で検出された各パターンが同様に一定間隔動いた形となっている。図４はベルト２がローラ８に対してスリップを起こし、ローラ８が先に進んでしまった後に撮影した画像例である。画像右側のベルトパターンと比較して画像左側のローラパターンが多く移動していることが分かる。
本実施の形態に用いる撮影装置１０は、計測対象ローラ８の回転速度に応じてシャッタ速度を適正に設定する必要がある。つまり、シャッタ速度を遅く設定した場合、ローラ８およびベルト２上のパターンが流れ、撮影によって正確に認識できなくなるためで、一般に高速シャッタであるほど良い。
また、ローラ８およびベルト２上に形成するパターンは細かいほど、微小なスリップを検出することができる。さらにこのパターンサイズに合わせて、撮影装置１０内のレンズによる読み取り倍率を適正に設定する必要がある。形成するパターンはドットや、万線などがあり、ローラ８およびベルト２の送り方向に対して変化のあるパターンであれば良い。
ローラ８およびベルト２上に形成するパターンは重ならず、一定間隔を空けて配置するようにして、撮影した画像でどちらのパターンであるか、容易に認識できるようにしておく。
【０００９】
図５は本発明によるローラおよびベルト上に形成する位置検出パターン例を示す概略図である。図５において、位置検出パターン９はローラ８上では右に凸の三角、ベルト２上では左に凸の三角としている。
ベルト２のスリップ状態を計測するには、できるだけローラ８の速度検出位置とベルト２の速度検出位置が近い程よく、理想的は同一点での計測である。しかし、ローラ８はベルト送り方向にのみ動くことが期待できるが、ベルト２は送り方向と直交方向に蛇行してしまうことがある。
そのさい、ローラ８に形成した位置検出パターン９と、ベルト２に形成した位置検出パターン９が同じ場合、蛇行によって重なってしまい、撮影装置１０による画像上ではどちらのパターンか見分けがつかなくなってしまう。
とくにμｍ水準でのスリップを観察したい場合、撮影範囲が１ｍｍ以下となると、ローラ８とベルト２の位置検出パターン間隔をかなり近づけないと、スリップを検出できなくなる。そのさい、僅かな蛇行でもベルト送り方向と直交する方向に位置検出パターン９が移動してしまう。
図６は図５の位置検出パターンで、ベルト上の位置検出パターンが右側に移動してしまった場合を提示するイメージ図である。本実施の形態では、両者の位置検出パターンを変えることで、相対位置関係が崩れても、どちらの位置検出パターンか認識できる。ベルト２上の位置検出パターン９Ｂがローラ８上の位置検出パターン９Ｒと重なっても、両者の位置関係を容易に検出することが可能となる。
本実施の形態においては、上述のごとく、ベルト２上の位置検出パターン９とローラ８上の位置検出パターン形状が異なっているので、両者が重なった状態で撮影されても、容易に個別に認識できる。つまり、ベルト２のローラ軸方向の蛇行などが生じて、両者が重なった場合であっても、安定してベルトスリップを検出できるという効果が得られる。
【００１０】
図７は本発明によるベルトスリップ計測方法における流れを示すフローチャートである。最初にスリップを検出する時間分、ベルト２とローラ８を駆動させた状態で、ベルト２およびローラ８に形成された位置検出パターン９を連続して撮影する（画像取り込み工程）。
画像取り込み工程にて取得した撮影画像を対象に、位置抽出工程では、ベルト２およびローラ８上の位置検出パターン位置を画像座標として抽出する。方法としては解析作業者が位置検出パターンごとに注目位置を指示して算出してもよいし、画像処理によってパターン重心座標を算出しても良い。
図８はベルトおよびローラ速度の変動をグラフで示す図である。上記工程を撮影画像枚数分繰り返し、各撮影画像間の位置検出パターン移動距離を撮影時間間隔で割ることによって、各位置検出パターンの移動速度をグラフ上にプロットする（図８参照）。本プロット工程を速度算出工程と呼ぶ。
前工程にてベルト２およびローラ８の時系列での速度が判明することから、両者の差が大きく生じているところが、スリップが発生した時間であり、速度差が各経過時間内でのスリップ量でとなる。
図９はベルトスリップの量をグラフで示す図である。結果的に、図９のグラフ上のハッチング領域の面積がスリップ量となる。本算出工程をスリップ算量出工程と呼ぶ。
本処理工程を経ることで、複数の計測画像から、スリップの発生した時間と、スリップ量を特性値化することができる。また、撮影位置は予め判明していることから、スリップの発生している部位も特定できることになる。
本発明においては、検出されたベルト２とローラ８の速度変動からベルト２のスリップ量を算出することで、ベルト２のスリップ発生時間／スリップ量という特性値を取得でき、より一層スリップメカニズム解明に役立つという効果を有する。
【００１１】
図１０は本発明によるベルトスリップ計測装置の第２の実施の形態を示す概略斜視図である。この第２の実施の形態では撮影装置１０として、ラインＣＣＤカメラを用いている。
ローラ８とこのローラ８上に保持されたベルト２における位置検出パターン９に対して、撮影領域１２は計測対象のローラ８の軸と平行かつ、線状となっている。
通常の２次元ＣＣＤを用いたカメラでは、２４コマ／秒程度の撮影数でしかなく、高速に回転するローラでのベルトスリップや、μｍ単位の微小なベルトスリップではその挙動を捕らえることはできない。
一方、ラインＣＣＤカメラは、１００００コマ／秒程度の撮影は容易に可能であり、撮影範囲のライン上で発生したスリップ挙動を検出するのには優れている。
図１１はラインＣＣＤカメラで撮影した画像を２次元化した例を示す概略図である。左側パターン９Ｂがベルト２上に形成されたもので、右側がローラ８上に形成された位置検出パターン９Ｒである。画像の横軸がラインＣＣＤの方向で、縦軸が撮影時間ごとの画像データとなる。つまり縦軸は時間軸となる。
Ａ部において、ベルト２上パターン形状につぶれが見られ、また位置検出パターンピッチが変化しているが、ローラ８側には変化がみられない。本挙動がベルト２のスリップとして検出される。前記挙動の画像の縦軸位置が発生時間となり、位置検出パターンピッチ差がスリップ量となる。
本実施の形態に用いている撮影装置１０がラインＣＣＤカメラなので、エリアＣＣＤカメラなどと比べて、１０倍以上高速に連続して画像取り込みが可能となり、短時間で発生するスリップ現象を検出できるという効果を有する。
さらに連続して取得した画像を２次元化してその画像を解析するだけで、計測時間内のベルト２とローラ８の速度変動が計測できるだけでなく、ベルトスリップ量も検出できるという効果も有する。
【００１２】
図１２は本発明による各位置検出パターンと、両者が重なった状態での撮影画像例を示す概略図である。ローラ軸と平行な万線パターンは、ベルト２の送り方向で白黒が連続して発生し、そのピッチが変動すると、速度変動が発生することになる。
斜線パターンでは、ベルト２の送り方向に対して直交方向に注目すると、ベルト送り方向に速度変動があった場合、直交方向への位置検出パターンの移動ピッチが変動することになる。
図１３はローラの軸と平行に撮影したラインＣＣＤでのベルトおよびローラの速度が速い撮影画像例を提示する図である。図１４はローラの軸と平行に撮影したラインＣＣＤでのベルトおよびローラの速度が遅い撮影画像例を提示する図である。
図１５はローラの軸と平行に撮影したラインＣＣＤでのベルトのみの速度が遅い撮影画像例を提示する図である。図１３ないし図１５における撮影画像では、画像の縦方向が撮影時間となり、横方向が各撮影時間で取得した画像となる。
各画像に記載されている内容は、撮影での状態を表わしている。図１３のベルトおよびローラともに速い速度では、ローラ８上の万線パターンピッチが狭くなると同時に、ベルト２上の斜線パターンのシフト量も大きくなるので、見かけ上画像が縮んだ状態となる。
図１４のベルトおよびローラともに遅い速度では、ローラ８上の万線パターンピッチが広くなると同時に、ベルト２上の斜線パターンのシフト量も遅くなるので、見かけ上画像が伸びた状態となる。
【００１３】
図１５のベルトのみ遅い速度では、ローラ８による万線パターンピッチは一定なのに、ベルト２上の斜線パターンシフト量が小さくなるので、ベルト２がスリップしていることを明確に検出できる。
本発明の位置検出パターンが、ローラ８の軸と平行な万線パターンと、斜線パターンからなっていて、両者が完全に重なった位置に位置検出パターンをローラ８およびベルト２に形成しても、撮影画像において分離して速度計測が可能となる。
このため、まったく同じ位置での、ベルト２およびローラ８の速度変動が検出できるということになる。結果的に、より高精度にベルトスリップ現象を検出できるという効果を有する。
図１６は本発明の各位置検出パターンと、両者が重なった状態でのイメージを示す図である。位置検出パターンＡをイエロー色、位置検出パターンＢをシアン色とする。両者の位置検出パターンは透過性の塗料で形成する。そのため、両者が重なった重なり領域では、グリーン色となる。
図１７はＢ色に感度のある撮像素子での撮影画像を示す図である。上記位置検出パターンを、ＲＧＢ色にそれぞれ感度のある撮影素子を搭載したカメラで撮影すると、Ｂ色に感度のある撮像素子での撮影画像は、図１７のように、イエロー色のみを抽出して画像化する。
【００１４】
図１８はＲ色に感度のある撮像素子での撮影画像を示す図である。また、Ｒ色に感度のある撮像素子での撮影画像は、図１８のように、シアン色のみを抽出して画像化する。両者が重なった重なり領域は、両方の画像で検出されている。
つまり、Ｒ色画像とＢ色画像は、ベルト２とスリップの個々の挙動を独立して検出していることになる。また、両方の色が完全に重なっていても、検出するのに何ら問題は発生しない。
本発明の位置検出パターンが、ローラ８とベルト２に異なっている色で形成されていて、両者が完全に重なった位置に各色パターンをローラ８およびベルト２に形成しても、カラー撮影画像によるＲＧＢ画像の分解によってそれぞれのパターンのみの画像が取得できる。
その結果、完全にローラ８とベルト２を分離した速度計測が可能となる。つまりまったく同じ位置での、ベルト２およびローラ８の速度変動が検出できるということになる。結果的に、より高精度にベルトスリップ現象を検出できるという効果を有する。
本発明で用いるテレセントリック光学系の撮影レンズとは、レンズからの主光線がレンズ光軸に対して平行である構造のもので、平行であるため被写界深度が広く、深度内での画像の倍率が変化しないという特性を有する。
本発明の計測対象であるローラ８とベルト２のスリップは、回転したローラ８の表面上での挙動であり、例えばローラ８自体の偏芯があったり、ベルト２自体の厚みに変動があったりすると、これを撮影する撮影装置１０と撮影位置までの距離が変動してしまうことになる。
とくに微小なスリップを検出しようとした場合、撮影倍率を大きくする必要があり（画像を拡大して撮影する必要があり）、結果的に通常の撮影レンズだと被写界深度が狭くなってしまう。また、もともとベルト２の表面位置とローラ８の表面位置はベルト２の厚さ分（画像形成装置に搭載しているものだと、１００μｍ以上）異なっている。
被写界深度内に撮影対象（ローラ表面とベルト表面）を入れないとピンぼけとなり、微小なスリップを検出できなくなることから、ピンぼけを避けるため、本発明では、テレセントリック系の撮影レンズを搭載している。
本発明のベルトスリップ計測装置においては、これに用いる撮影装置１０の撮影レンズにテレセントリック光学系を用いているため、計測対象のローラ８に偏芯があったり、ベルト２の厚みに変動があって、撮影装置と撮影領域までの距離が変化してしまっても画像倍率が変わらない。
したがって、画像倍率が変わってもピンぼけになり難く、高品位に計測画像を取得することが可能となる。つまり、より高精度にベルトスリップを計測できるという効果を有する。
【００１５】
図１９は本発明によるベルトスリップ計測装置における撮影装置による撮影状態図を示す概略斜視図である。ＣＣＤカメラ１０に、撮影レンズ１３が接続され、計測対象（ベルトおよびローラ）上を撮影する。
撮影レンズ１３に照明装置１４を接続することによって、撮影レンズ１３内のハーフミラーによって、読み取り光軸と照明光軸を一致させている。その結果計測対象（ベルトおよびローラ）のみの領域を照明することになる（本照明方法を同軸落射照明と呼ぶ）。
同軸落射照明は、読み取り光軸と照明光軸が一致しているため、基本的に影が発生しない。図２０は同軸落射ではなく、斜めから照明した場合の計測対象における照明状態を提示するイメージ図である。
この実施形態は、先行して説明した他の実施形態と組み合わせ使用することが可能である。即ち、例えば、位置検出パターンの構成についても各実施形態のものを組み合わせ使用可能である。
図２０は、ローラ８とベルト２の断面を表しており、各計測対象（ベルトおよびローラ）の表面に位置検出パターンＩ、位置検出パターンＩＩが形成されている。この位置検出パターンを上方から、撮影装置１０が撮影している。
各位置検出パターンＩおよびＩＩを、斜め照明光１５によって照明すると、ベルト２上の位置検出パターンＩＩはローラ８上に影１６を形成してしまい、撮影装置１０による画像上で正確なパターン検出ができなくなってしまう。逆に本発明にて説明している同軸落射照明であれば、影１６が発生することはない。
因みに、ベルト２の厚さは１００μｍから数１００μｍ程度であるが、微小なスリップを検出するため撮影画像倍率を大きくした場合、斜め照明だと上記現象が問題となる。
本発明のベルトスリップ計測装置においては、これに用いる撮影装置１０の照明手段に同軸落射照明系を採用しているため、読み取り光軸と照明光軸が一致することによって、ベルト２上に形成している位置検出パターンによってローラ８上に影１６が発生することがなく、位置検出パターンの形状を正確に撮影することができ、結果的に、より高精度にベルトスリップを計測できるという効果を有する。
【００１６】
図２１は本発明によるベルト上に形成する位置検出パターンを示す概略図である。ベルト送り方向に平行な万線（１本以上の直線）と、斜線パターンが隣接して形成されている。ローラ８上には、ベルト２の斜線パターンにあたる位置に、ローラ軸と平行な万線パターンが形成されている。
ベルト２は送り方向と直交方向に蛇行する現象がある。本現象が発生した場合、とくに斜線パターンによるベルト送り速度検出において、送り速度変動（スリップ）が生じたのと同様になってしまう。
ベルト２の蛇行現象はベルトローラ軸方向全域に一斉に移動しているため、図２１のベルト送り方向に平行な万線があれば、そのパターンのローラ軸方向の位置ずれを検出することで、これを検知することができる。
図２２はラインＣＣＤカメラによって撮影した画像例を示す図である。また、位置ずれ量はそのまま蛇行量として良い。
つまり、本ベルトスリップ計測装置では、ベルト２およびローラ８の送り方向速度検出とベルト２のローラ軸方向の蛇行を同時検出することになる。さらにベルト２上の斜線パターンによる送り速度検出において、ベルト蛇行による誤差発生位置を特定できる。
本発明のベルトスリップ計測装置においては、ベルト２上にベルト送り方向と平行な万線パターンが形成されていて、この万線パターンを撮影した画像からベルト２のローラ軸方向の蛇行量を検出できる。
したがって、斜線パターンによるベルト２の速度変動計測における蛇行による誤差成分が明らかになり、結果的に、より高精度にベルトスリップを計測できるという効果を有する。
さらに、本発明では、ベルトスリップ計測と同時にベルト２の蛇行を計測できるので、両者の関係を明らかにすることができ、結果的に、ベルトスリップのメカニズム解明に繋がる情報を取得できるという効果も得られる。
この実施形態は、先行して説明した他の実施形態と組み合わせ使用することが可能である。即ち、例えば、位置検出パターンの構成についても各実施形態のものを組み合わせ使用可能である。
【００１７】
図２３は本発明によるベルトスリップ計測装置の第３の実施の形態を示す概略斜視図である。計測対象のローラ８およびベルト２の、ローラ８の軸上で、両端に、位置検出パターン９が形成されており、これを撮影する撮影装置１０がそれぞれに設けられている。
撮影装置１０によって撮影された画像データは、解析装置１１に送られ、画像データを解析することによってスリップ量を算出する。本実施の形態記載のスリップ計測装置では、上記２個所以上の計測ポイントにおいて、ベルト２のスリップ量を算出すると同時に、各ポイントにおける、ベルト速度差を算出する。
上記ベルトスリップ計測装置によって、ベルト２の一方にスリップが発生し、左右に速度差が生じたことが計測されれば、ベルト２がローラ８に対して曲って送られている状態を検出していることになる。
本発明のベルトスリップ計測装置においては、複数の位置検出パターン形成と撮影装置１０を備えることによって、ベルト２およびローラ８のローラ軸上の２個所以上での速度変動およびスリップを同時に計測することができる。
したがって、ベルト２のスリップだけでなく、ローラ８上でのベルト２自体の挙動（例えば曲がりなど）を捉えることができる。結果的に、ベルトスリップのメカニズム解明に繋がる情報を取得できるという効果が得られる。
この実施形態は、先行して説明した他の実施形態と組み合わせ使用することが可能である。即ち、例えば、位置検出パターンの構成についても各実施形態のものを組み合わせ使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明によるベルトスリップ計測装置の第１の実施の形態の構成を示す概略斜視図。
【図２】撮影装置により得られるスリップが発生する前の画像を位置検出パターンがドットである場合における例で示す図。
【図３】撮影装置により得られるスリップが発生している画像を位置検出パターンがドットである場合における例で示す図。
【図４】撮影装置により得られるスリップが発生している画像を位置検出パターンがドットである場合における例で示す図。
【図５】本発明によるローラおよびベルト上に形成する位置検出パターン例を示す概略図。
【図６】図５の位置検出パターンで、ベルト上の位置検出パターンが右側に移動してしまった場合を提示するイメージ図。
【図７】本発明によるベルトスリップ計測方法における流れを示すフローチャート。
【図８】ベルトおよびローラ速度の変動をグラフで示す図。
【図９】ベルトスリップの量をグラフで示す図。
【図１０】本発明によるベルトスリップ計測装置の第２の実施の形態を示す概略斜視図。
【図１１】ラインＣＣＤカメラで撮影した画像を２次元化した例を示す概略図。
【図１２】本発明による各位置検出パターンと、両者が重なった状態での撮影画像例を示す概略図。
【図１３】ローラの軸と平行に撮影したラインＣＣＤでのベルトおよびローラの速度が速い撮影画像例を提示する図。
【図１４】ローラの軸と平行に撮影したラインＣＣＤでのベルトおよびローラの速度が遅い撮影画像例を提示する図。
【図１５】ローラの軸と平行に撮影したラインＣＣＤでのベルトのみの速度が遅い撮影画像例を提示する図。
【図１６】本発明の各位置検出パターンと、両者が重なった状態でのイメージを示す図。
【図１７】Ｂ色に感度のある撮像素子での撮影画像を示す図。
【図１８】Ｒ色に感度のある撮像素子での撮影画像を示す図。
【図１９】本発明によるベルトスリップ計測装置における撮影装置による撮影状態図を示す概略斜視図。
【図２０】同軸落射ではなく、斜めから照明した場合の計測対象における照明状態を提示するイメージ図。
【図２１】本発明によるベルト上に形成する位置検出パターンを示す概略図。
【図２２】ラインＣＣＤカメラによって撮影した画像例を示す図。
【図２３】本発明によるベルトスリップ計測装置の第３の実施の形態を示す概略斜視図。
【図２４】課題を特定するためにその動作を説明する４連タンデム方式のフルカラー画像形成装置における作像・転写機構部を示す概略図。
【符号の説明】
【００１９】
２  測定対象（ベルト）
３  中間転写ベルト
４  駆動ローラ（ローラ）
５  従動ローラ（ローラ）
８  測定対象（ローラ）
９  位置検出パターン
１０  撮影装置（ＣＣＤカメラ、ラインＣＣＤカメラ）
１１  画像解析装置（パソコン）
１２  撮影領域
１３  撮影レンズ
１４  照明装置
１５  斜め照明光
１６  影
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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